[發明專利]廢水中磷的回收方法

無效

• 申請號: 201010604963.4
• 申請日: 2010-12-25
• 公開（公告）號: CN102092811A
• 公開（公告）日: 2011-06-15
• 發明（設計）人: 徐曉峰;王發園;陶士鋒
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: C02F1/28
• 分類號: C02F1/28;B01J20/26;B01J20/30
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 張彬

技術領域

本發明涉及一種磷的回收方法，具體的說是用于城市生活廢水中磷的回收方法。

背景技術

磷礦石是加工磷肥的主要原料，全球磷礦石的儲量非常有限，有專家估計即使維持當前的開采速率，也僅夠維持60-130年。磷肥是糧食生產過程中必不可少的肥料，對保障糧食安全具有不可替代的作用。盡快尋找磷肥生產的替代途徑，避免全球磷礦石消耗殆盡后可能出現的缺磷狀況，以維持糧食持續穩定地增產，成為既急迫又現實的任務。

城市廢水匯集了城市生態的很大部分的物質流，磷以各種有機、無機的形態存在于城市廢水中。盡管城市廢水中的磷濃度不高，但其總量很大，隨著糧食從農田流向城市的磷，大部分都通過城市廢水返還給大自然。這部分磷如果不進行合理的管理，一旦進入地表水生態系統，如湖泊、近海海灣等水生態系統，將帶來嚴重的富營養化問題。

城市生活廢水中富含氮磷等營養物質，從城市生活廢水中回收磷資源，是一條很有潛力的途徑。目前，有的是單純的利用粉煤灰的吸附性能，通過吸附去除城市廢水中的銨根與磷酸根，由于粉煤灰顆粒細小加入到城市廢水后難以再回收。還有的是通過在城市廢水中加入銨根離子、磷酸根離子共沉淀生產鳥取石，但鳥取石生成條件苛刻，磷酸根、銨根等離子的濃度及其比例、pH條件都對鳥取石生產效率有顯著影響。廢水經過二級處理后，磷酸根濃度一般都在0.5-1?mg/L左右，磷酸根濃度過低是直接利用城市污水處理廠出水制取鳥取石的重要障礙。此前，已經開發出利用滲析、透析、交換樹脂吸附等技術來處理污水處理廠二級處理出水中的磷，但這些工藝均存在技術要求高，一次投入過大的缺點，即使在發達國家，其應用率也不是很高。所以采用較低的成本，高效地從廢水中回收磷是亟需解決的難題。

發明內容

本發明的目的是為解決上述技術問題，提供了用于城市生活廢水中磷的回收方法，方法操作簡單，成本低，既實現了廢水中磷的資源化回收，又可以防止廢水中磷流失引起的環境污染問題。

本發明為解決上述技術問題的不足，所采用的技術方案是：廢水中磷的回收方法，通過采用從粉煤灰中提取制得的吸附材料與聚乙烯醇和乙二醛制成的吸附基質對廢水進行磷的收集，然后再對吸附基質上的磷洗脫，實現對磷的回收，方法步驟如下：

步驟一、用聚乙烯醇和乙二醛溶液噴灑吸附材料，聚乙烯醇和乙二醛溶液的噴灑量分別為吸附材料重量的1%-5%，然后在55-65℃溫度下對其攪拌至形成直徑為1-5mm的顆粒物，烘干，制成吸附基質；

步驟二、將步驟一制備的吸附基質放入過濾池中，廢水從過濾池流過，經吸附基質過濾，待吸附基質吸附飽和后停止廢水過濾；

步驟三、用pH值為8.0-9.0的NaHCO₃溶液對步驟二吸附飽和的吸附基質進行洗脫，收集洗脫溶液完成廢水中磷的回收；

所述的聚乙烯醇的濃度為3-7%，乙二醛的濃度為3-7%。

本發明，所述的吸附材料的提取步驟如下:

步驟一、將粉煤灰和提取劑按1：5的重量比進行混合，連續提取2-4天，期間每天攪拌兩次，提取結束后分離上清夜，得到提取液備用；

步驟二、向提取液中加入白云石或石灰石，直至溶液中的三價陽離子與二價陽離子的比例為2:1停止加入白云石或石灰石，得到溶液備用；

步驟三、用氫氧化鈉水溶液將步驟二制得的溶液的pH值調整為8.0-9.0，進行共沉淀后再在室溫下老化5-8天，得到沉淀物，備用；

步驟四、將步驟三得到的沉淀物置于280-320℃高溫下處理6-10小時，收集，得到吸附材料；

所述的提取劑為濃度8-12%的鹽酸。

吸附基質以粉煤灰中提取的磷酸根高效吸附材料為原料，通過用聚乙烯醇和乙二醛溶液噴灑吸附材料，以聚乙烯醇和乙二醛進行交聯形成微小顆粒，并在小團粒的基礎上進一步形成大顆粒，最終使顆粒物直徑達到1-5?mm的多層復合的多孔大顆粒物，作為吸附基質，吸附能力強。

使廢水從過濾池流過，廢水中的磷酸根可選擇性地被吸附于吸附基質的鐵鋁化合物表面，如果出水全磷含量高于進水的50%，說明吸附基質對磷的吸附能力已趨于飽和，停止過濾，然后對吸附基質進行洗脫復活，一方面恢復對磷的吸附能力；另一方面收集所富集的磷。該部分磷由于濃度較廢水中高，而體積也小，更便于通過其他途徑對磷進一步利用

有益效果：

1、從廢水中回收磷，既實現了廢水中磷的資源化回收，又可以防止廢水中磷流失引起的環境污染問題。